中國空間站將首次利用腦類器官芯片開展生命科學(xué)研究
中新網(wǎng)海南文昌7月15日電 (記者 馬帥莎)天舟九號貨運(yùn)飛船15日在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射。記者從中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心獲悉,中國空間站將首次利用腦類器官芯片,研究空間微重力環(huán)境對人腦功能的影響及作用機(jī)制。
據(jù)悉,此次任務(wù)中,中國空間站空間應(yīng)用系統(tǒng)上行物資總重量776.5千克,包括空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、空間材料科學(xué)、微重力流體物理與燃燒科學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)共23項(xiàng),研究研制單位包括10個(gè)研究所和11所大學(xué)。
其中,在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域,將利用問天實(shí)驗(yàn)艙生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜,開展基于器官芯片技術(shù)的空間環(huán)境對人體血腦屏障的影響研究、空間微重力環(huán)境對骨骼肌前體細(xì)胞遷移的影響及其機(jī)制研究,以及微重力環(huán)境下核酸脂質(zhì)納米載體生物學(xué)功能研究等科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
關(guān)于腦類器官芯片研究,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所首席研究員秦建華介紹稱,有別于傳統(tǒng)硅基芯片,這種腦類器官芯片整合多種先進(jìn)生物技術(shù),以人多能干細(xì)胞為來源,在信用卡大小的芯片上構(gòu)建一個(gè)高仿真的微型腦模型。它具有豐富的腦微血管網(wǎng)絡(luò),神經(jīng)細(xì)胞、免疫細(xì)胞以及血腦屏障樣結(jié)構(gòu)與功能特征,可用來模擬人腦的復(fù)雜微環(huán)境和對外界刺激的響應(yīng)。
秦建華指出,這種仿生模型可用來探究空間環(huán)境在細(xì)胞、組織、器官等多層次對人血腦屏障及腦功能的影響及潛在機(jī)理,為航天員長期在軌駐留提供健康風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與干預(yù)手段。相較于傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn),這種新型模型系統(tǒng)可提供更接近人體的生理微環(huán)境,具有三維、動(dòng)態(tài)和可視化特點(diǎn),為生命科學(xué)、疾病研究和藥物研發(fā)等提供嶄新的技術(shù)手段和研究范式。
腦類器官芯片和腦機(jī)接口有何區(qū)別?秦建華表示,兩者都是為了深入理解腦功能,但路徑不同。腦類器官芯片更側(cè)重在體外模擬人腦器官的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)與功能特征,主要用于疾病建模、機(jī)理研究和藥物研發(fā)等。腦機(jī)接口是一種人機(jī)交互技術(shù),它更側(cè)重于人腦神經(jīng)信號與外部設(shè)備的信息交互,通過捕捉大腦信號實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和控制。(完)